[發明專利]一種生物質原料的木炭制備裝置

無效

• 申請號: 201210106925.5
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102634356A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 王翠蘋;王鳳印;徐承浩;狄海生
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B1/04
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

技術領域：

本發明屬于能源工程中設備制造技術領域，涉及一種立式的連續生產并逐級控制加熱的木炭爐，特別是一種以秸稈或其成型燃料、果木枝干等為燃燒物料的生物質原料的木炭制備裝置，可連續生產優質木炭，為木炭生產技術的低耗能、低污染型轉化設備，屬于環保型節能技術設備。

背景技術：

中國大量生產和利用木炭的歷史悠久，商周時期隨著冶銅業興起而開始了制炭業。木炭在工業中有著獨特的用途。例如，在有色冶金工業中，銅精煉過程中炭作為脫氧劑，在銅材加工過程中浮在銅液表面產生保護性氣氛；在錫精煉中炭作為吸附劑使浮渣與主金屬徹底分離等。其他行業如化工、環保等也都消耗大量的木炭，作為脫色劑、吸附劑、催化劑等；在醫藥醫療方面，活性炭用于藥物和血液過濾，也存在類似的問題。木炭的原料取材廣泛，按原料中灰分含量對木炭質量評價和分類。木材，尤其是果木枝干是優質的制炭原料，灰分含量較少，機械強度高。隨著我國木材資源受到保護，秸稈等生物質成型棒材燃料已經廣泛取代了木材資源，則制備的木炭又稱為機制炭。但是秸稈燃料中灰分含量較高，所生產的機制木炭不能滿足食品、醫藥等特殊行業對木炭品質的嚴格要求。目前，國內外市場中木炭需求的缺口越來越大，其中，日本、美國、德國等先進國家是我國高質量木炭的主要出口國家。因為木炭的生產屬于高能耗、高污染型，生產木炭常用的土窯式木炭爐熱效率低下，制炭周期長，炭質地不均勻；炭化過程的熱解氣排入大氣，既造成其中可燃物發熱量的損失，也攜帶可吸入顆粒物、焦油等污染性組分排放給環境，帶來嚴重的環境危害。近年來我國對生態環境的重視及環保指標的日益嚴格，小型作坊式木炭土窯被限制使用，大型的隧道窯式制炭技術，屬于連續生產型臥式爐窯，占地面積大，水平煙道中鏈帶上的木炭原料被逆流或順流的熱煙氣加熱而熱解，鏈帶進行前后分級，前一級鏈帶上的木炭翻落到下一級鏈帶時受熱面翻轉，因此增加了材料受熱均勻性，盡管現有的一些爐型實現了機械化出入料，自動化程度高，可連續生產，但是，制備木炭的熱源是外部燃料燃燒或木炭原料部分燃燒產生的熱煙氣，煙氣攜帶制炭過程釋放的熱解氣離開爐膛，一般其顯熱得以回收，但熱解氣具有的熱值并沒有得到利用，其熱效率仍具有較大的提升空間。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計一種以桿桔等生物質為原料制備木炭的燃燒爐裝置，該裝置可連續生產的多級鏈帶結構的立式窯爐，其多級爐排上下分級，熱解氣被引至立式爐膛外設置的燃燒室，在燃氣燃燒的高溫環境中著火放熱；熱源煙氣自下而上流經加熱的各級爐排上的制炭燃料時熱能得到梯級利用，并且其含有的可吸入顆粒物及焦油顆粒等均被各燃料層濾下，其立式爐膛的隧道木炭爐具有更高的熱效率，排放符合環保要求，生產容量可調，可替代中小型周期性生產的木炭爐和大型隧道窯爐，具有良好的應用前景和環境效益。

為了實現上述目的，本發明的主體結構包括頂部進料裝置、立式爐膛、熱源煙氣進入室、灰室、出爐木炭余熱回收室、引風機、燃燒室、助燃空氣入口、二次風入口管、爐排、驅動電機、密封擋板、空氣夾層、出炭爐排、送風機、燃氣進口、流量調節閥、放空管道和放口流量調節閥；立式爐膛的內腔中上下排列間隔式橫向制有2～16級相互間隔的爐排，立式爐膛的頂部一側在上部第一個爐排的上側制有頂部進料裝置，頂部進料裝置采用鏈帶或鏈條結構的輸送方式，使輸入的燃燒物料整齊的層鋪在上部爐排上，每級爐排的兩端制有密封擋板；立式爐膛的底部空間構成熱源煙氣進入室，底部端處構成灰室，立式爐膛的底部一側處，在最低爐排上側構成外延式出爐木炭余熱回收室，出爐木炭余熱回收室的上下側分別制有空氣夾層，中間處橫向制有出炭爐排，上側的空氣夾層處與送風機管道連通，下側的空氣夾層處通過管道式助燃空氣入口與燃燒室連通，燃燒室的底部與熱源煙氣進入室和灰室連通，燃燒室的頂部制有二次風入口管，傳送熱解氣和煙氣；二次風入口管的上部制有流量調節閥，并與放空管道和引風機控制式連通，放空管道的出口處制有放口流量調節閥；引風機分別與立式爐膛和燃燒室控制式管道連通；每個爐排的兩端對應密封擋板處均制有驅動電機，用以推動爐排的轉動和翻送均勻燃燒物料；立式爐膛中的多級爐排的每相鄰兩級之間相向轉動，由驅動電機控制和帶動其轉向和轉速；燃燒室的頂部一側外延式結構制有燃氣進口，用于向燃燒室中輸送燃氣。